专利名称：微量连续失重称的制作方法
技术领域：
本发明涉及食品加工领域，尤其是关于一种用于粉体添加剂添加的自动化设备。
背景技术：
食品行业中，大多数粉体在制成日常生活中可食用的食品之前，都需要在主料中加入各种如营养强化、品质改良、增色、增效等食品添加剂。现有的添加剂的添加方式有人工添加和容积调速式添加，但是这两种添加方式分别存在如下缺点1)人工添加存在添加剂量上的误差，容积式调速添加则精度不高、添加量波动大，这样都会造成大量的不良品，甚至可能造成市场上食品添加剂超标，进而危害人体的健康；2)该两种添加方式都无法实现全过程监控和量化管理。
发明内容本发明的目的在于提供一种能实现添加剂精确、均匀添加，并能实时连续调整的微量连续失重称。
本发明的目的是这样实现的该微量连续失重称包括用于盛放粉体添加剂的料斗、控制电路、喂料电机、喂料装置及称重传感器，该料斗具有出料口，喂料电机传动喂料装置，称重传感器支撑该料斗并与控制电路连接，控制电路与喂料电机的驱动电路连接，且该称重传感器、喂料电机和控制电路构成反馈回路，称重传感器实时检测添加剂的重量并输出该数据，控制电路将单位时间内添加剂重量的减少量与添加剂的目标流量比较，并根据比较结果调节喂料电机的转速。
所述的喂料装置为喂料弹簧，该喂料弹簧与喂料电机直联传动，且该喂料弹簧的头端置于料斗的出料口中。
所述的控制电路包括主控单元、模数转换电路及信号放大电路，称重传感器的输出端接该信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端接模数转换电路的输入端，模数转换电路的输出端接主控单元。
所述的主控单元包括相互通信的第一单片机和第二单片机，模数转换电路的输出端接第二单片机，第一单片机与显示单元及输入单元连接。
所述的微量失重称进一步包括搅拌电机及与其联动的搅拌装置，该搅拌装置置于料斗中。
所述的控制电路与一光耦隔离电路的输出端连接，光耦隔离电路接收以脉冲方式发送的主料的实时流量数据，控制电路根据主料的实时流量数据调整添加剂的目标流量。
所述的控制电路还连接有通讯接口。
所述的喂料弹簧输送添加剂的流量公式如下Q＝0.06*3.14*r*k*n*t[(D2/2)2-(D1/2)2]，其中，Q表示流量，r表示粉体添加剂的密度，n表示喂料弹簧的转速，t表示喂料弹簧的螺距，k为系数，水平输送时该系数为1.6～1.8，D2表示喂料弹簧的外径，D1表示喂料弹簧的内径。
与现有技术相比，本发明具有如下优点1)通过称重传感器实时测量添加剂的重量，并通过控制电路实时调整喂料电机的转速，从而可以实现添加剂的精确和均匀的添加，并且该失重称还可以实现添加的全过程监控；2)由于采用喂料弹簧，使添加剂不会粘附于各圈弹簧内，使称取的添加剂不会受到添加剂流动性的影响，进而实现了添加剂的精确称重。
图1是本发明的结构框图。
图2是本发明的装配图。
图3是本发明的电路方框图。
图4是本发明的设备安装示意图。
具体实施方式请结合参阅图1至图4，本发明微量连续失重称用于食品行业中，其用于进行粉体添加剂的精确添加。该微量失重称包括控制电路1、搅拌电机2、搅拌装置3、料斗4、喂料电机6及喂料装置7。搅拌电机2传动搅拌装置3，该搅拌装置3用于解决粉体添加剂搭桥和结拱的问题，具有破拱作用。料斗4用于盛放待添加的粉体添加剂。喂料电机6传动喂料装置7，喂料装置7用于输送粉体添加剂。控制电路1用于协调和控制整个失重称的工作。
搅拌装置3包括传动轴31及多个搅拌轴32，该传动轴32与搅拌电机2的电机轴联动，搅拌轴32处于料斗4之中并以一定规律分布在传动轴31上。喂料电机6为步进电机，喂料装置7为喂料弹簧，该喂料弹簧7位于料斗4的底端，并与喂料电机6直联传动。料斗4设有收容粉体添加剂的收容腔41，该收容腔41的侧壁上贯穿设有出料口42，该出料口42与收容腔41连通，喂料弹簧7的头端71伸入该出料口42，且出料口42还通过连接桶8与主料容器9连通，通过该喂料弹簧7的转动即可使添加剂自出料口42输出到主料容器9。另外，该料斗4的下方支撑有称重传感器10，该称重传感器10与控制电路1连接，其用于实时检测料斗中添加剂的重量，且该称重传感器、喂料电机及控制电路构成反馈回路。该反馈回路的工作原理是称重传感器10实时检测料斗中添加剂的重量并输出该重量数据，控制电路根据单位时间内添加剂重量的减少量来控制喂料电机的转速。本实施方式中，为了防止添加剂受到污染，该喂料弹簧一般由无毒材料或不锈钢材料制成。
该控制电路包括相互通信的第一单片机和第二单片机，该第一单片机与显示单元、状态指示单元及输入单元连接，在本实施方式中，该显示单元包括数码管及其驱动电路，状态指示单元包括用于指示该失重称工作状态的LED指示灯及其驱动电路，输入单元包括键盘及其接口电路，其用于供操作者输入参数和控制指令。第一、第二单片机构成主控单元。
第二单片机与声光报警电路、模数转换电路、喂料电机驱动电路及存储器连接。声光报警电路包括用于现场报警的蜂鸣器电路和用于远程控制的继电器报警电路。模数转换电路的输入端与信号放大电路的输出端连接，信号放大电路的输入端与称重传感器的输出端连接。喂料电机驱动电路与喂料电机连接，其用以控制喂料电机的转速。存储器用于存储程序和数据。第二单片机还设有通讯接口，通过该通讯接口可以实现该远程控制。另外，该第二单片机还与一光耦隔离电路的输出端连接，该光耦隔离电路的一输入端接收脉冲信号输入，主料的实时流量以脉冲信号的方式经过光耦隔离电路输入到第二单片机，从而根据该主料实时流量的变化自动连续的调整添加剂的目标流量。在本实施方式中，第一、第二单片机、通讯接口及其它各电路均由电源电路供电；第一单片机为AT89S51单片机，第二单片机为AT89S52单片机，模数转换电路为AD7714模数转换器，存储器为X5045EEPROM(多路电可擦除只读存取器)，通讯接口为RS-232通讯接口。
该失重称使用时，将该失重称安装在支撑架11上并通过连接桶8与主料容器9连接，将粉体添加剂放入料斗4中，设置好目标流量、添加比例、上下报警值在内的各种参数。上电开机后，称重传感器测量的料斗中添加剂重量的模拟值经过信号放大电路放大，放大后的信号通过模数转换电路转换为单片机可以识别的数字信号，单片机将单位时间内添加剂的减少量(即实际流量)与设定的目标流量进行比较，通过数学运算得出喂料电机的转速，并由喂料电机驱动喂料弹簧转动而从料斗中取出相应重量的添加剂。当喂料电机带动喂料弹簧转动时，由于喂料弹簧不能前进，则粉体添加剂相对喂料弹簧螺旋式的前进，从而实现添加剂的输送。该喂料弹簧的添加剂输送流量的计算公式如下Q＝0.06*3.14*r*k*n*t[(D2/2)2-(D1/2)2]在此公式中，Q表示添加剂输送流量，其单位为千克/小时，r表示粉体添加剂的密度，其单位是吨/立方米，n表示喂料弹簧的转速(即喂料电机的转速)，其单位是转/分钟，t表示喂料弹簧的螺距，其单位是厘米，k为经验系数，一般水平输送时喂料系数为1.6～1.8，D2表示喂料弹簧的外径，其单位是厘米，D1表示喂料弹簧的内径，其单位是厘米。
权利要求
1.一种微量连续失重称，包括用于盛放粉体添加剂的料斗，该料斗具有出料口，其特征在于还包括控制电路、喂料电机、喂料装置及称重传感器，喂料电机传动喂料装置，称重传感器支撑该料斗并与控制电路连接，控制电路与喂料电机的驱动电路连接，且该称重传感器、喂料电机和控制电路构成反馈回路，称重传感器实时检测添加剂的重量并输出该数据，控制电路将单位时间内添加剂重量的减少量与添加剂的目标流量比较，并根据比较结果调节喂料电机的转速。
2.如权利要求1所述的微量连续失重称，其特征在于所述的喂料装置为喂料弹簧，该喂料弹簧与喂料电机直联传动，且该喂料弹簧的头端置于料斗的出料口中。
3.如权利要求1所述的微量连续失重称，其特征在于所述的控制电路包括主控单元、模数转换电路及信号放大电路，称重传感器的输出端接该信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端接模数转换电路的输入端，模数转换电路的输出端接主控单元。
4.如权利要求3所述的微量连续失重称，其特征在于所述的主控单元包括相互通信的第一单片机和第二单片机，模数转换电路的输出端接第二单片机，第一单片机与显示单元及输入单元连接。
5.如权利要求1所述的微量连续失重称，其特征在于进一步包括搅拌电机及与其联动的搅拌装置，该搅拌装置置于料斗中。
6.如权利要求2-5中任意一项所述的微量连续失重称，其特征在于所述的喂料弹簧输送添加剂的流量公式如下Q＝0.06*3.14*r*k*n*t[(D2/2)2-(D1/2)2]，其中，Q表示流量，r表示粉体添加剂的密度，n表示喂料弹簧的转速，t表示喂料弹簧的螺距，k为系数，水平输送时该系数为1.6～1.8，D2表示喂料弹簧的外径，D1表示喂料弹簧的内径。
7.如权利要求1-5中任意一项所述的微量连续失重称，其特征在于所述的控制电路与一光耦隔离电路的输出端连接，光耦隔离电路接收以脉冲方式发送的主料的实时流量数据，控制电路根据主料的实时流量数据调整添加剂的目标流量。
8.如权利要求1-5中任意一项所述的微量连续失重称，其特征在于所述的控制电路还设有用于进行远程控制的通讯接口。
全文摘要
本发明微量连续失重称包括用于盛放粉体添加剂的料斗、控制电路、喂料电机、喂料装置及称重传感器，该料斗具有出料口，喂料电机传动喂料装置，称重传感器支撑该料斗并与控制电路连接，控制电路与喂料电机的驱动电路连接，且该称重传感器、喂料电机和控制电路构成反馈回路，称重传感器实时检测添加剂的重量并输出该数据，控制电路将单位时间内添加剂重量的减少量与添加剂的目标流量比较，并根据比较结果调节喂料电机的转速。通过称重传感器实时测量添加剂的重量，并通过控制电路实时调整喂料电机的转速，从而可以实现添加剂的精确和均匀的添加，并且该失重称还可以实现添加的全过程监控。
文档编号A23L1/03GK1754444SQ20051002156
公开日2006年4月5日 申请日期2005年8月23日 优先权日2005年8月23日
发明者付政清 申请人:付政清